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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Wasserfangeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer Wasserfangeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Aus der
DE 30 48 889 A1 ,
1 und
2, ist eine gattungsgemäße Wasserfangeinrichtung bekannt, mit einer Wasserfangleiste, die zwischen einer aerodynamisch vorteilhaften Ruheposition und einer Wasser auffangenden Wirkstellung verstellbar ist. Der für das Auffangen und Ableiten des Wassers maßgebliche Abschnitt der Wasserfangleiste, nachfolgend als Auffangfläche bezeichnet, verläuft in der Wirkstellung der Wasserfangeinrichtung etwa senkrecht zur Ebene der Windschutzscheibe. Durch die bekannte verstellbare Wasserfangeinrichtung wird die Verschlechterung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs, verursacht durch die gegenüber der Windschutzscheibe vorstehende Wasserfangleiste, auf Fahrten des Kraftfahrzeugs bei Regen und Schneefall reduziert.
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Aufgabe der Erfindung ist, die bekannte Wasserfangeinrichtung so weiterzubilden, dass auch bei in Wirkstellung befindlicher Wasserfangeinrichtung eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Aerodynamik erzielt wird. Außerdem soll ein Verfahren zur Reinigung des von der Wasserfangleiste gebildeten Wasserfangkanals bereitgestellt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Wasserfangeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Kerngedanke der Erfindung nach Anspruch 1 ist es, die Auffangfläche zumindest in einem Teilbereich luftdurchlässig auszuführen. Durch die Luftdurchlässigkeit wird ein Druckausgleich zwischen der der Windschutzscheibe zugewandten Vorderseite der Auffangfläche und der Rückseite der Auffangfläche erreicht. Die Rückseite der Auffangfläche ist einem an die A-Säule angrenzenden Bereich einer Seitentür mit einer Seitenscheibe zugewandt. Durch den erfindungsgemäß erzielten Druckausgleich werden die Strömungsverluste, die die in der Wirkstellung befindliche Wasserfangleiste erzeugt, reduziert. Damit wird der Luftwiderstandsbeiwert cw des Kraftfahrzeugs reduziert. Ebenso verringern sich die aus der Umströmung der Wasserfangleiste resultierenden Geräusche.
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Die Auffangfläche ist so beschaffen, dass zwar ein Druckausgleich zwischen Vorder- und Rückseite erfolgen kann, dabei jedoch kein Wasser oder keine nennenswerten Mengen an Wasser durch die Auffangfläche hindurchtreten können. Damit ergibt sich im Vergleich zu der bekannten Wasserfangleiste keine nennenswerte Einschränkung der Funktion „Wasserauffangen”.
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Wie aus der
DE 30 48 889 A1 bekannt, verläuft die Auffangfläche der Wasserfangleiste in ihrer Wirkstellung bevorzugt etwa unter einem rechten Winkel zur Ebene der A-Säule und/oder der Ebene der Windschutzscheibe. Grundsätzlich kann der Winkel jedoch auch kleiner als 90° sein.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Auffangfläche eine luftdurchlässige Membran auf, die jedoch für Wasser nicht oder nicht in nennenswertem Maß durchlässig ist. Eine derartige Membran ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Gore-Tex® bekannt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Auffangfläche zumindest teilweise von einem flächigen Bauteil mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen gebildet, nach Art eines fein perforierten Lochblechs. Als Material für das „Lochblech” eignen sich insbesondere Kunststoffe mit einer hohen Eigensteifigkeit. Die Durchgangsöffnungen sind beispielsweise dreieckig oder viereckig ausgebildet. Ebenso eignen sich Durchgangsöffnungen mit einer gerundeten Umfangslinie. Bevorzugt kommen hierbei ovale oder langlochartige Durchgangsöffnungen zum Einsatz, während kreisrunde Durchgangsöffnungen nur bedingt geeignet sind. Die lichte Weite der Durchgangsöffnungen beträgt beispielsweise weniger als zwei Millimeter. Bevorzugt sind die Durchgangsöffnungen in unregelmäßigen Abständen zueinander positioniert.
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In alternativer Ausgestaltung der Erfindung wird die Auffangfläche zumindest teilweise von einem Gitter oder Netz gebildet, beispielsweise von einer Struktur nach Art eines Gewebes oder Gewirkes. Die „Fäden” des Gitters bzw. Netzes bestehen bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial, zum Beispiel aus Polyamid. Der Abstand benachbarter Fäden beträgt beispielsweise weniger als einen Millimeter.
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Bei der zumindest teilweisen Ausbildung der Auffangfläche als Membran erfolgt kein oder nahezu kein Durchtritt von Wasser. Bei den oben beschriebenen Ausgestaltungen der Auffangfläche als „Lochblech” oder als Gitter bzw. Netz kann im Vergleich zu einer Membran grundsätzlich mehr Wasser hindurchtreten, wobei die absolute Menge des hindurchtretenden Wassers sich auch bei diesen Ausführungsformen auf nur wenige Tropfen summiert.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist an dem freien Endabschnitt der Auffangfläche der Wasserfangleiste ein Kopfabschnitt vorgesehen, dessen Außenfläche hinsichtlich Geometrie und/oder Oberflächeneigenschaften (Farbe, Rauheit, Werkstoff etc.) ebenso beschaffen ist wie die umgebende A-Säule, so dass der Kopfabschnitt sich in der Ruheposition der Wasserfangeinrichtung als Bestandteil einer Abdeckung der A-Säule in den für den Durchtritt der Wasserfangleiste erforderlichen Ausschnitt in der A-Säule harmonisch einfügt. Durch den in der Ruheposition der Wasserfangleiste bevorzugt oberflächenbündig in die Abdeckung eingelassenen Kopfabschnitt ergibt sich ein ansprechendes äußeres Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs, bei dem lediglich eine den Kopfabschnitt umgebende Fuge auf die Wasserfangeinrichtung hindeutet.
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Der Kopfabschnitt ist bevorzugt streifenartig ausgebildet und überragt die Auffangfläche beispielsweise zu beiden Seiten, wodurch sich eine T-Form von Auffangfläche und Kopfabschnitt ergibt. Alternativ ist ein Kopfabschnitt möglich, der die Auffangfläche hauptsächlich nur in Richtung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs überdeckt. In beiden Ausführungsformen entsteht durch den Verbund aus Auffangfläche und darüber angeordnetem Kopfabschnitt ein nach drei Seiten begrenzter Wasserfangkanal, so dass ein Übertreten des aufgefangenen Wassers über die Auffangfläche in Richtung der Seitenscheibe verhindert oder zumindest erschwert wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Verlagerung der Wasserfangleiste von der Ruheposition in die Wirkstellung und umgekehrt durch eine translatorische Bewegung. Die Bewegungsrichtung ist bevorzugt etwa senkrecht zur Außenkontur der A-Säule und/oder der Windschutzscheibe. Alternativ kann die Wasserfangleiste auch verschwenkt, geklappt oder in anderer Weise zwischen ihren beiden Endlagen verstellt werden.
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Wie an sich aus der
DE 37 18 121 A1 bekannt, kann die Verstellung der Wasserfangeinrichtung in Abhängigkeit vom Ein- bzw. Ausschalten der Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs erfolgen. Zur Reinigung des Wasserfangkanals wird gemäß Anspruch 8 eine Servicestellung der Wasserfangeinrichtung vorgeschlagen, in der die Auffangfläche durch eine Verstellung der Wasserfangeinrichtung in ihre Wirkstellung freigelegt ist, bei gleichzeitigem Außerbetriebsetzen der Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs. Somit kann die Auffangfläche und/oder der Wasserfangkanal ohne Beeinträchtigung durch die Pendelbewegung der Scheibenwischer gereinigt werden. Beispielsweise kann die Servicestellung angesteuert werden, indem bei „ausgeschalteter Zündung” die Betätigungsvorrichtung für den Scheibenwischer in die Position „Scheibenwischer an” verstellt wird. Alternativ kann die Servicestellung zum Beispiel auch durch Ausschalten der Zündung bei laufendem Scheibenwischer und anschließendem Ausschalten der Betätigungseinrichtung für den Scheibenwischer angesteuert werden.
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Bei dem seitlich von der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs in Richtung der A-Säule abströmenden Wasser handelt es sich um Niederschlagswasser oder um Reinigungsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter des Kraftfahrzeugs, wobei das Wasser von der Scheibenwischanlage seitlich in Richtung der A-Säule bewegt wird. Je nach Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bewirkt auch der aus der Umströmung des Kraftfahrzeugs resultierende „Fahrtwind” eine seitliche Ablenkung des Wassers.
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Die erfindungsgemäße Wasserfangeinrichtung verhindert oder erschwert zumindest, dass seitlich von der Windschutzscheibe abströmendes Wasser auf die an die A-Säule angrenzende Seitenscheibe des Kraftfahrzeugs gelangt. Durch die Erfindung bleibt somit bei Fahrt des Kraftfahrzeugs im Regen die Durchsicht durch die Seitenscheibe erhalten. Damit einhergehend wird durch die Erfindung auch die Verschmutzung der Seitenscheibe reduziert. Auch verbessert sich die Aeroakustik des Kraftfahrzeugs, da die aus der Umströmung der Wasserfangeinrichtung resultierenden „Windgeräusche” nur dann auftreten, wenn sich die Wasserfangeinrichtung in ihrer Wirkstellung befindet, also nur dann, wenn aufgrund der Witterungsbedingungen ein Betrieb der Scheibenwischer erforderlich ist.
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Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wasserfangeinrichtung an einer A-Säule eines Kraftfahrzeugs, im Querschnitt, mit Darstellung der Ruheposition und der Wirkstellung und
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2 bis 6 Ausführungsbeispiele von Aktuatoren einer Verstelleinrichtung der Wasserfangeinrichtung,
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Von einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mit einer in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichneten Wasserfangeinrichtung ist der seitlich außenliegende Bereich einer Windschutzscheibe 2 sowie eine an die Windschutzscheibe 2 angrenzende A-Säule 4 im Querschnitt dargestellt. Die Windschutzscheibe 2 ist in einem seitlich innen liegenden Flansch 6 der A-Säule 4 nahezu oberflächenbündig aufgenommen. In dem der Windschutzscheibe 2 gegenüberliegenden Bereich der A-Säule 4 grenzt ein Ausschnitt 8 für eine nicht dargestellte Seitentür mit einer Seitenscheibe an.
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Der Querschnitt der A-Säule 4 ist in der Zeichnung in vereinfachender Weise schraffiert dargestellt. Die A-Säule 4 hat eine dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zugewandte Innenkontur 10 sowie an der Fahrzeugaußenseite eine bogenförmige Außenkontur 12. Die Außenkontur 12 schließt nahezu oberflächenbündig an die Kontur der Windschutzscheibe 2 an. Der tragende Querschnitt der A-Säule 4 ist an der Fahrzeugaußenseite von einer nicht dargestellten Abdeckung der A-Säule 4 verkleidet. Diese Abdeckung bildet die in der 1 dargestellte sichtbare Außenkontur 12 der A-Säule 4.
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Die A-Säule 4 hat eine rinnenförmige, über zumindest einen Teil der Höhenerstreckung der A-Säule 4 verlaufende Aussparung, in die die Wasserfangeinrichtung 20 eingesetzt ist. Die Wasserfangeinrichtung 20 weist eine Wasserfangleiste 30, einen endseitig an der Wasserfangleiste 30 angeordneten Kopfabschnitt 35 sowie eine Verstelleinrichtung zur Verlagerung der Wasserfangleiste 30, in Form wenigstens eines Aktuators 50, auf. Der Bereich der Aussparung ist durch eine nicht dargestellte Dichtung gegenüber dem Eintritt von Wasser und Schmutzpartikeln abgedichtet.
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Die Wasserfangleiste 30 ist in 1 nur schematisch dargestellt. Wesentlicher Bestandteil der Wasserfangleiste 30 ist deren Auffangfläche 32 für das von der Windschutzscheibe 2 in Richtung des Pfeils 5 abströmende Wasser. Diese Auffangfläche 32 ist streifenförmig, verläuft in Hochrichtung der A-Säule 4 und ist etwa senkrecht zur Außenkontur 12 der A-Säule 4 ausgerichtet.
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Der Kopfabschnitt 35 hat eine Außenfläche 37, deren Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der die Wasserfangeinrichtung 20 umgebenden A-Säule 4 entspricht.
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In der im linken Teil von 1 dargestellten Ruheposition der Wasserfangeinrichtung 20 ist die Wasserfangleiste 30 in der Aussparung der A-Säule 4 versenkt. In dieser Ruheposition der Wasserfangeinrichtung 20 fluchtet der Kopfabschnitt 35 mit der Außenkontur 12 der A-Säule 4, so dass sich ein glattflächiger Übergang zwischen der Außenkontur 12 der A-Säule 4 und dem Kopfabschnitt 35 ergibt, der in aerodynamischer Hinsicht äußerst vorteilhaft ist, also eine Senkung des cw-Wertes bewirkt und Geräusche aus der Umströmung der A-Säule 4 reduziert. Durch den oberflächenbündigen Abschluss des Kopfabschnitts 35 mit der Abdeckung der A-Säule 4 ist die Wasserfangeinrichtung 20 mit Ausnahme von Fugen 38 in der Abdeckung der A-Säule 4 von außerhalb des Kraftfahrzeugs nicht zu erkennen.
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In der Ruheposition der Wasserfangeinrichtung 20 ist die Wasserfangleiste 30 mit ihrer Auffangfläche 32 in der Aussparung der A-Säule 4 versenkt. Die Wasserfangleiste 30 wird durch den Aktuator 50, gegebenenfalls durch mehrere Aktuatoren 50, in ihre im rechten Teil von 1 dargestellte Wirkstellung überführt. In dieser Wirkstellung überragt die Wasserfangleiste 30 mit einem Teil ihrer Auffangfläche 32 die Außenkontur 12 der A-Säule 4, wobei die Auffangfläche 32 unverändert etwa senkrecht zur Außenkontur 12 der A-Säule 4 ausgerichtet ist, so dass das von der Windschutzscheibe 2 seitlich in Richtung des Pfeils 5 abströmende Wasser von der Auffangfläche 32 aufgefangen wird. Dabei wirkt der der Windschutzscheibe 2 zugewandte Teil des Kopfabschnitts 35 mit der Auffangfläche 32 zusammen und bildet einen Wasserfangkanal W, der quasi nach drei Seiten geschlossen ist und das aufgefangene Wasser in Hochrichtung des Wasserfangkanals W ableitet. Das derart abgeleitete Wasser gelangt somit nicht mehr auf die Seitenscheibe des Kraftfahrzeugs, so dass bei Fahrt des Kraftfahrzeugs im Regen die Sichtverhältnisse durch die Seitenscheibe verbessert und die Verschmutzung der Seitenscheibe reduziert werden.
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Die Auffangfläche 32 wird beispielsweise von einer luftdurchlässigen, für Wasser jedoch undurchlässigen Membran gebildet. Hierdurch wird erreicht, dass zumindest ein Anteil der bei Fahrt des Kraftfahrzeugs auf die Auffangfläche 32 auftreffenden Umströmungsluft durch die Auffangfläche 32 hindurchtreten kann, wodurch die durch die Wasserfangleiste 30 hervorgerufenen Strömungsverluste reduziert werden.
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Der in 1 dargestellte Aktuator 50 ist in 2 nochmals vergrößert in seiner Wirkstellung dargestellt. Der Aktuator 50 ist als „Feder-Stempel-System” ausgestalt, mit einem Aktuatorgehäuse 40, einem Aktuatorraum 42, einem verschieblich geführten Stempel 44 mit einem tellerartigen Fußabschnitt 46 und einem ringförmigen Anschlag 47. Der Stempel 44 ist mit der Wasserfangleiste 30 verbunden. Als Antrieb dient eine vorgespannte Feder 52 in Verbindung mit einem Seilzug 54. Der Aktuator 50 ist in die Aussparung der A-Säule 4 eingesetzt.
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Die als Druckfeder ausgebildete Feder 52 bewirkt bei Freigabe durch den Seilzug 54 eine translatorische Ausfahrbewegung des Stempels 44 entsprechend dem Pfeil 48, bis der Fußabschnitt 46 am Anschlag 47 zur Anlage kommt. Mit der Verlagerung des Stempels 44 wird die Wasserfangeinrichtung 20 in Gestalt der Wasserfangleiste 30 mit ihrer Auffangfläche 32 und dem endseitigen Kopfabschnitt 35 in ihre Wirkstellung überführt (siehe 1, rechte Darstellung).
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Die Rückführung der Wasserfangeinrichtung 20 in ihre Ruheposition erfolgt durch Aufbringen einer Zugkraft auf den Seilzug 54, so dass die Feder 52 wieder zusammengedrückt und der Stempel 44 in Richtung des Pfeils 49 in seine eingefahrene Lage verstellt wird, wie im linken Teil der 1 dargestellt.
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3 zeigt einen Aktuator 60 in einem Aktuatorraum 42 eines Aktuatorgehäuses 40, dessen Stempel 44 durch einen nur schematisch dargestellten Antrieb in Form eines Elektromagneten 62 translatorisch verstellbar ist. Auch hier begrenzt ein ringförmiger Anschlag 47 die Ausfahrbewegung des Fußabschnitts 46 des Stempels 44.
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Der Aktuator 66 gemäß 4 weist einen Bowdenzug 68 auf, mit einer nicht näher dargestellten Seele im Inneren eines drucksteifen Mantels. Mit dem Bowdenzug 68 können sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen werden.
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Der Aktuator 70 gemäß 5 hat einen Antrieb in Form zweier zueinander verschieblicher Keile 72 und 74. Durch eine Gleitbewegung des Keils 74 relativ zum Keil 72 entlang der Keilflächen 78 wird der Stempel 44 entsprechend den Pfeilen 48 und 49 verstellt. Die Bewegung des Keils 74 erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Motorik.
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Der Aktuator 80 gemäß 6 hat einen Antrieb in Form eines mit einem Fluid (zum Beispiel Luft oder Hydraulikflüssigkeit) beaufschlagbaren Balges 82. Durch Zuführen bzw. Entnahme von Fluid in den Balg 82 bzw. aus dem Balg 82 wird der Stempel 44 entsprechend dem Pfeilen 48 und 49 verstellt. Hierzu weist der Balg 82 eine Zuführleitung 84 für das Fluid auf, die gegebenenfalls mit einem Absperrventil 86 versehen ist.
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Die Aktuatoren 70 und 80 weisen grundsätzlich den gleichen Aufbau auf wie die oben beschriebenen Aktuatoren 50, 60 und 66, mit Aktuatorgehäuse 40, Aktuatorraum 42, Stempel 44, Fußabschnitt 46 und Anschlag 47.
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Den in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Verstelleinrichtung jeweils einen Aktuator 50 bzw. 60 bzw. 66 bzw. 70 bzw. 80 aufweist, der eine translatorische Verstellbewegung in einer Richtung etwa senkrecht zur Außenkontur 12 der A-Säule 4 ausführt.
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Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Eine erfindungsgemäße Wasserfangeinrichtung 20 an einer A-Säule 4 eines Kraftfahrzeugs weist eine Wasserfangleiste 30 auf, die zwischen einer aerodynamisch vorteilhaften Ruheposition und einer Wasser auffangenden Wirkstellung verstellbar ist. Die Wasserfangleiste 30 hat eine für das Auffangen und Ableiten des Wassers maßgebliche Auffangfläche 32, die in der Wirkstellung der Wasserfangeinrichtung 20 etwa senkrecht zur Ebene der A-Säule 4 ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß ist zumindest ein Teil der Auffangfläche 32 luftdurchlässig, jedoch für Wasser nicht oder nicht in nennenswertem Maße durchlässig. Durch die Luftdurchlässigkeit der Auffangfläche 32 reduziert sich der Strömungswiderstand der Wasserfangeinrichtung 20 in deren Wirkstellung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3048889 A1 [0002, 0007]
- DE 3718121 A1 [0015]
